鸿蒙开发-ArkTS中的并发与多线程

原创于 2025-04-10 14:59:53 发布 · 1k 阅读

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前言

我是一个前端程序员，在H5前端开发中最多会遇到同步异步，并没有接触过多线程开发。最近开发鸿蒙遇到了一些并发问题，整理并总结此文章。
学习、整理的过程可谓：“越学越不会“。
例如：多线程下，如何保证单例？static能否跨线程共享。类似JAVA的双重检查锁、synchronized在鸿蒙中如何实现？如何在并发下确保原子操作？
长路漫漫，每天进步一点，学到被裁。

什么是并发？

并发是指在同一时间内，存在多个任务同时执行的情况。对于多核设备，这些任务可能同时在不同CPU上并行执行。对于单核设备，多个并发任务不会在同一时刻并行执行，但是CPU会在某个任务休眠或进行I/O操作等状态下切换任务，调度执行其他任务，提升CPU的资源利用率。
并发策略概述。

ArkTS并发策略概述

为了提升应用的响应速度与帧率，避免耗时任务对UI主线程的影响，ArkTS提供了异步并发和多线程并发两种处理策略。

解释：UI主线程
ArkTS 遵循单线程UI模型，所有UI操作必须通过主线程完成。
UI 主线程是负责管理和更新用户界面（UI）的核心线程。
主线程阻塞超过 5 秒，系统会强制弹出“应用无响应”提示。
UI主线程与浏览器处理JS相似

异步并发

异步并发概述

代码在执行到一定程度后会被暂停，以便在未来某个时间点继续执行，这种情况下，同一时间只有一段代码在执行。ArkTS通过Promise和async/await提供异步并发能力，适用于单次I/O任务的开发场景。
Promise和async/await提供异步并发能力，是标准的JS异步语法，原理可参考浏览器运行JS：
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异步并发代码示例

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多线程并发

多线程并发允许在同一时间段内同时执行多段代码。在UI主线程继续响应用户操作和更新UI的同时，后台线程也能执行耗时操作，从而避免应用出现卡顿。
ArkTS通过TaskPool和Worker提供多线程并发能力，适用于耗时任务并发场景。
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Actor并发模型

Actor并发模型介绍

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生产者生产出结果后通过序列化通信将结果发送给UI线程，UI线程消费结果后再发送新的生产任务给生产者线程。

Actor模型不同角色之间并不共享内存，生产者线程和UI线程都有自己的虚拟机实例，两个虚拟机实例之间拥有独占的内存，相互隔离。

Actor会把对象深拷贝一份到自己的虚机，成为一个“副本”，代码执行情况外界完全隔离，只对外发送结果通知。
如果希望对象在多个线程下不被深拷贝，多线程共享变量和方法，可采用Sendable。

Worker

Worker介绍

Worker拥有独立的运行环境，每个Worker线程和主线程一样拥有自己的内存空间、消息队列（MessageQueue）、事件轮询机制（EventLoop）、调用栈（CallStack）等。线程之间通过Message进行交互，如下图所示：
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worker代码示例

依赖worker 和额外全局配置
worker.ets
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调用worker

TaskPool

TaskPool介绍

TaskPool在Worker之上实现了调度器和Worker线程池。
TaskPool基于Worker做了更多场景化的功能封装，例如支持任务组TaskGroup、任务优先级设置、取消任务等功能，且可以根据任务数量进行自动的扩容与缩容，还可以根据任务优先级进行任务调度。

TaskPool代码示例

依赖@Concurrent装饰器和 taskpool方法
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TaskPool和Worker对比

TaskPool与Worker两种多线程并发能力均是基于 Actor并发模型实现的。Worker主、子线程通过收发消息进行通信；TaskPool基于Worker做了更多场景化的功能封装，例如支持任务组TaskGroup、任务优先级设置、取消任务等功能，且可以根据任务数量进行自动的扩容与缩容，还可以根据任务优先级进行任务调度。
大多数多线程并发场景推荐使用TaskPool。
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